URu$_{2}$Si$_{2}$中的隐藏序——反铁磁十六极矩序及其后果

我们讨论了电十六极矩的反铁磁有序作为URu$_{2}$Si$_{2}$中长期悬而未决的隐藏序相的一个有希望的候选者。基于局域$f$电子图像，我们讨论了所选多极矩的基本原理以及具有$xy(x^{2}-y^{2})$对称性的反铁磁十六极矩序的后果。平均场解及其集体激发合理地解释了重要的实验观测结果：磁化率的强各向异性、压力与磁场或温度相图的特征行为、非弹性中子散射强度在隐藏序相外的消失，以及Ru位点NQR频率对有序的不敏感性。与磁响应强各向异性的一致性排除了二维表示中的所有多极矩，例如$(O_{yz},O_{zx})$。给出了共振X射线散射振幅的预期方位角依赖性。沿$[110]$方向的面内磁场应诱导出$(x^{2}-y^{2})$型反铁磁四极矩，这反映在热膨胀和横向$(c_{11}-c_{12})/2$模的弹性常数中。沿$[110]$方向[$[100]$方向]施加单轴应力也会诱导出$(x^{2}-y^{2})$型[$(xy)$型]反铁磁四极矩。利用共振X射线散射检测这些在面内磁场或单轴应力下诱导的反铁磁四极矩，为所提出的序参量提供了一个直接的冗余检验。